Kategorien: Heating materials , Resistance materials

Ferritische Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen (FeCrAl) besitzen einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand und sind sehr beständig gegen Hochtemperaturoxidation. Dies sind ideale Eigenschaften für elektrische Heizelemente und Widerstandsmaterialien in elektronischen Geräten. Unser Produktangebot an FeCrAl-Legierungen, Kanthal® genannt, kann auch in nicht-elektrischen Umgebungen eingesetzt werden, beispielsweise in Rohren für Gasbrenner oder Öfen.

Inhalt:
Kanthal-Vorteile
Kanthal® APM Heizmaterial
Zeitstandfestigkeit für Industriedraht 4 mm
Längung bei einer Elementtemperatur von 1300°C
Durchhängungstest Durchmesser 9,5 mm, 1300°C und 1400°C, 300 mm zwischen den Stützen
Physikalische und mechanische Eigenschaften

Bis zu 1425 °C 2560 °F: KANTHAL® APM
(Wird normalerweise in Ofenanwendungen verwendet).

Bis zu 1400 °C 2550 °F: KANTHAL® A-1
(Wird normalerweise in Ofenanwendungen verwendet).

Bis zu 1350 °C 2460 °F: KANTHAL® A
wird für Geräte verwendet, bei denen sein hoher spezifischer Widerstand und seine gute Oxidationsbeständigkeit besonders wichtig sind.

Bis zu 1300 °C 2370 °F: KANTHAL® AF
verfügt über verbesserte Warmfestigkeits- und Oxidationseigenschaften und wird besonders in Fällen empfohlen, in denen gute Formstabilitätseigenschaften in Kombination mit hohen Temperaturen erforderlich sind.

Bis zu 1300 °C 2370 °F: KANTHAL® AE
wurde entwickelt, um den extremen Anforderungen an schnell reagierende Elemente in Glaskochfeldern und Quarzrohrheizungen gerecht zu werden. Es verfügt über eine außergewöhnliche Formstabilität und Lebensdauer in Spiralen mit einem großen Verhältnis von Spulen- zu Drahtdurchmesser.

Bis zu 1300 °C 2370 °F: KANTHAL® D
Da es hauptsächlich in Geräten eingesetzt wird, ist es aufgrund seines hohen spezifischen Widerstands und seiner geringen Dichte in Kombination mit einer besseren Hitzebeständigkeit als austenitische Legierungen für die meisten Anwendungen geeignet.

Bis zu 1100 °C 2010 °F: ALKROTHAL®
wird typischerweise für Regelwiderstände, Bremswiderstände usw. spezifiziert. Es wird auch als Heizdraht für niedrigere Temperaturen verwendet, beispielsweise als Heizkabel.

Kanthal®-Vorteile

Höhere maximale Temperatur an der Luft

Kanthal® A-1 hat eine maximale Temperatur von 1400 °C (2550 °F); Nikrothal® 80 hat eine maximale Temperatur von 1200 °C (2190 °F).

Längere Lebensdauer

Kanthal®-Elemente haben eine Lebensdauer, die das 2- bis 4-Fache von Nikrothal®beträgt, wenn sie bei der gleichen Temperatur an der Luft betrieben werden.

Höhere Flächenlast

Höhere Maximaltemperaturen und eine längere Lebensdauer ermöglichen eine höhere Oberflächenlast der Kanthal-Elemente.

Bessere Oxidationseigenschaften

Das auf Kanthal®-Legierungen gebildete Aluminiumoxid (Al2 O3) haftet besser und ist daher weniger verunreinigend. Es schafft außerdem eine bessere Diffusionsbarriere, ist ein besserer elektrischer Isolator und beständiger gegenüber aufkohlenden Atmosphären als das auf Nikrothal®-Legierungen gebildete Chromoxid (Cr2O3).

Geringere Dichte

Die Dichte der Kanthal®-Legierungen ist geringer als die der Nikrothal®-Legierungen. Dies bedeutet, dass eine größere Anzahl gleichwertiger Elemente aus dem gleichen Materialgewicht hergestellt werden kann.

Höherer spezifischer Widerstand

Der höhere spezifische Widerstand von Kanthal®-Legierungen ermöglicht die Auswahl eines Materials mit größerem Querschnitt; dies verbessert die Lebensdauer des Elements. Besonders bei dünnem Draht ist dies ein wichtiger Aspekt. Bei Verwendung des gleichen Querschnitts ergeben sich erhebliche Gewichtseinsparungen. Darüber hinaus wird der spezifische Widerstand von Kanthal®-Legierungen durch Kaltumformung und Wärmebehandlung weniger beeinträchtigt als bei Nikrothal® 80.

Höhere Streckgrenze

Die höhere Streckgrenze von Kanthal®-Legierungen bedeutet weniger Querschnittsänderungen beim Aufwickeln von Drähten.

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KANTHAL® APM HEIZMATERIAL

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Kanthal® APM ist ein Widerstandsmaterial, das zur Verbesserung der Leistung bei hohen Temperaturen in solchen Fällen verwendet werden kann, wo bei herkömmlichen Metallelementen Probleme wie Ballung, Kriechen und Oxidabplatzung auftreten. Mit Kanthal® APM öffnen sich zukünftig neue Anwendungsgebiete, bei denen Metallelemente heute nicht verwendet werden.

Die großen Vorteile von Kanthal® APM sind:

Verbesserte Warmfestigkeit, dadurch:

  • deutliche bessere Formstabilität des Heizelements
  • weniger Notwendigkeit für ein Stützen des Elements
  • geringe Änderungen des Widerstands (Alterung)
  • längere Elementlebensdauer

Ausgezeichnetes Oxid, sorgt für:

  • guten Schutz in den meisten Atmosphären, insbesondere in korrosiven Atmosphären
  • kein Zundern und keine Verunreinigungen
  • eine längere Elementlebensdauer

Zeitstandfestigkeit für Industriedraht 4 mm

Zeit, h Temperatur 1000°C, MPa Temperatur 1200°C, MPa Temperatur 1400°C, MPa
100 5,6 3,3 1,3
1000 3,4 1,6 0,5
10000 2,2 0,7 0,2

Längung bei einer Elementtemperatur von 1300°C

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Durchhängungstest Durchmesser 9,5 mm, 1300°C und 1400°C, 300 mm zwischen den Stützen

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Physikalische und mechanische Eigenschaften

Kanthal® APM Kanthal® A-1 Kanthal® A Kanthal® AF Kanthal® AE Kanthal® D Alkrothal®
Max. kontinuierliche Betriebstemperatur °C 1425 1400 1350 1300 1300 1300 1100
(Elementtemperatur an der Luft) °F 2600 2550 2460 2370 2370 2370 2010
Nenn-Zusammensetzung (siehe Hinweis), % Cr 22 22 22 22 22 22 15
Al 5,8 5,8 5,3 5,3 5,3 4,8 4,3
Fe Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge Ausgleichsmenge
Ni
Dichte ρ g/cm3 7,10 7,10 7,15 7,15 7,15  7,25 7,28
Ib/in3 0,256 0,256 0,258 0,258 0,258 0,262 0,263
Spezifischer Widerstand bei 20 °C (68 °F) Ω mm2/m 1,45 1,45 1,39 1,39 1,39 1,35 1,25
bei 68°F Ω/cmf 872 872 836 836 836 812 744
Temperaturfaktor des spezifischen Widerstands, Ct
250°C (480°F) 1,00 1,00 1,01 1,01 1,01 1,01 1,02
500°C (930°F) 1,01 1,01 1,03 1,03 1,03 1,03 1,05
800 °C 1,03 1,03 1,05 1,05 1,05 1,06 1,10
1000 °C 1,04 1,04 1,06 1,06 1,06 1,07 1,11
1200 °C 1,05 1,04 1,06 1,06 1,06 1,08
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient α, × 10-6/K
20 – 100°C (68 – 210°F)
20 – 250°C (68 – 480°F) 11 11 11 11 11 11 11
20 – 500°C (68 – 930°F) 12 12 12 12 12 12 12
20 – 750°C (68 – 1380°F) 14 14 14 14 14 14 14
20 – 1000°C (68 – 1840°F) 15 15  15 15 15 15 15
Wärmeleitfähigkeit λ bei 50°C W/m K 11 11 11 11 11 11 16
bei 122°F Btu in/ft2 h °F 76 76 76 76 76 76 110
Spezifische Wärmekapazität bei 20°C kJ/kg K 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46
bei 68°F Btu/lb °F 0,110 0,110 0,110 0,110 0,110 0,110 0,110
Schmelzpunkt (ca.) °C 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500
°F 2730 2730 2730 2730 2730 2730 2730

Mechanische Eigenschaften* (ca.)

Zugfestigkeit N/mm2 680** 680 725 700 720 670 630
psi 98600** 98600 105200 101500 104400 97200 91400
Streckgrenze N/mm2 470** 545 550 500 520 485 455
psi 68200** 79000 79800 72500 74500 70300 66000
Härte Hv 230 240 230 230 230 230 220
Bruchdehnung % 20** 20 22 23 20 22 22
Zugfestigkeit bei 900°C N/mm2 40 34 34 37 34 34 30
bei 1650°F psi 5800 4900 4900 5400 4900 4900 4300

Zeitstandsfestigkeit***

bei 800°C N/mm2 8,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
bei 1470°F psi 1190 170 170 170 170 170
bei 1000°C N/mm2 0,5 0,5 0,5 1
bei 1830°F psi 70 70 70 140
bei 1100°C N/mm2 0,7
bei 2010°F psi 100
bei 1200°C N/mm2 0,3
bei 2190°F psi 40
Magnetische Eigenschaften 1) 1) 1) 1) 1) 1) 1)
Emissionsgrad, vollständig oxidierter Zustand 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

Hinweis: Bei der aufgeführten Zusammensetzung handelt es sich um die Nenn-Zusammensetzung. Die tatsächliche Zusammensetzung kann variieren, um die Anforderungen an standardmäßigen elektrischen Widerstand oder Abmessungstoleranzen zu erfüllen.

* Die angegebenen Werte gelten für die Größen von ca. 1,0 mm Durchmesser
** 4,0 mm Dünnere Maße besitzen höhere Festigkeits- und Härtewerte, während die entsprechenden Werte für dickere Maße niedriger sind
*** Berechnet aus der beobachteten Dehnung in einem Kanthal-Standardofentest. 1 % Dehnung nach 1000 Stunden
****Bei der aufgeführten Zusammensetzung handelt es sich um die Nenn-Zusammensetzung. Die tatsächliche Zusammensetzung kann variieren, um die Anforderungen an standardmäßigen elektrischen Widerstand oder Abmessungstoleranzen zu erfüllen.
1) Magnetisch (Curiepunkt ca. 600°C (1100°F))